精选中考物理易错题专题复习滑轮组的省力问题及详细答案
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一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误; CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
则:(1)若某次运送建材的质量为40kg ,滑轮组的机械效率是_______。
动滑轮的重力是_______N 。
(2)若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升12m ,作用在绳上的拉力为500N 时,拉力的功率是_______W ,运送建材的重力是_______N ,此时的机械效率是_______。
【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]建材质量为40kg ,其重力为=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯由图乙得,当建材重力为400N 时,滑轮组机械效率为50%。
[2]此时机械效率400===50%400+G G G G η+动动解得G 动=400N 。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m ,则绳子段移动的距离为24m ,拉力功率500N 24m ==200W 60sW Fs P t t ⨯== [4]滑轮组省一半的力,所以+=2G G F 动材解得=600N G 材。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h,最省力的是(滑轮重不计)()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】A.图中滑轮是定滑轮,拉力F=G;B.图中滑轮是动滑轮,拉力12F G =;C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =;D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =;所以最省力的是D中滑轮组。
故选D。
2.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛。
当用力F2匀速提升物体B 时,以滑轮的轴为参照物,物体B是______ 的(选填“静上”或“运动”),此时力F2大小为_______牛。
若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_______,当绳子自由端上升1米时,力F2所做的功为________焦。
【答案】静止101:110【解析】【详解】[1]以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的; [2]B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F 2=12G =12×20N=10N [3]因为使用任何机械都不能省功,当F 1和F 2所做的功相等,物体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。
[4]当绳子自由端上升1米时,力F 2所做的功为:W=Fs =10N ⨯1m=10J 。
3.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
则:(1)若某次运送建材的质量为40kg ,滑轮组的机械效率是_______。
动滑轮的重力是_______N 。
(2)若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升12m ,作用在绳上的拉力为500N 时,拉力的功率是_______W ,运送建材的重力是_______N ,此时的机械效率是_______。
【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]建材质量为40kg ,其重力为=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯由图乙得,当建材重力为400N 时,滑轮组机械效率为50%。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N的A B两物体,在相同时、间内提升相同的高度;已知滑轮重1N,绳重和滑轮摩擦力不计。
则下列说法中正确的是()A.手的拉力 F 乙=10NB.利用乙种方式做的有用功比较多C.甲种方式的机械效率大于乙种方式D.手的拉力 F 甲做功的功率比 F 乙做功的功率大【答案】 C【解析】【详解】A.乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,F 乙= 1 ( G+G 动 )= 1× (10N+1N)=5.5N2 2故 A 错误;B.利用两种滑轮都是将 G=10N 的物体提升相同的高度h,由公式 W 有用 =Gh 知,有用功相同,故 B 错误;C.甲乙装置所做的有用功相同,用乙装置提重物时,得提起动滑轮所做额外功较多,也就是乙装置的总功较大,由公式η= W有用C 正确;知,甲方式的机械效率较高,故W总D.因为乙装置总功较大,并且在相同时间内提升物体,由公式P= W知,乙装置手的拉t力做功功率较大,故 D 错误。
故选 C。
2.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。
图为输电线的牵引装置。
钢绳通过滑轮组悬挂20 个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线 A 端受到的拉力大小为________N。
若 5s 内坠砣串下降了 40cm,则输电线 A 端向左移动速度是________m/s 。
( g 取 10N/kg ,不考虑钢绳的热胀冷缩)【答案】11040.04【解析】【分析】【详解】[1]20 个坠砣的总重力G=mg=25kg × 20× 10N/kg=5000N由图知,使用的滑轮组承担 A 端拉力的绳子股数n= 2,图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得G 1 F A 2则输电线 A 端受到的拉力大小F A=2G= 2× 5000N=1 ×410N[2] 图中坠砣挂在钢绳的自由端,则坠砣串下降高度h= 2s A,则输电线 A 端向左移动的距离s A 1 h21240cm=20cm=0.2mA 端向左移动速度s A 0.2mv 0.04m/st 5s3.小李用如图所示的装置提升货物。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.小明用如图的滑轮组提升重为100N 的物体,使其在5s 内匀速上升2m ,动滑轮的重为10N ,不计绳重及摩擦,下列计算正确的是( )A .拉力F 为50NB .绳子自由端移动的距离为6mC .此时滑轮组的机械效率为90.9%D .拉力的功率为40W【答案】C【解析】【详解】A .由图知,通过动滑轮的绳子段数n =2,不计绳重及摩擦,则拉力:物动1()(100N 10N )=55N 2F G G =+=⨯+ ,选项不符合题意;B .绳端移动的距离: 2224s h m m ==⨯= ,选项不符合题意;C .所做的有用功:有物100N 2m=200J W G h ==⨯ ,拉力做的总功:总55N 4m=220J W Fs ==⨯,滑轮组的机械效率:有用总200J 100%=100%90.9%220JW W η=⨯⨯≈ , 选项符合题意; D .由C 可知,拉力做的功:W 总=220J ,拉力的功率:220J =44W 5sW P t == , 选项不符合题意。
故选C 。
2.如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦。
水平拉力F 作用下将重为30N 的物体A 匀速拉动,已知绳子自由端速度为0.3m /s ,物体A 受到的摩擦力0.1f G =,水平拉力F 为_____N ,在2s 内物体移动的距离为_____m 。
【答案】1 0.2【解析】【详解】[1]由图可知,连接动滑轮的绳子股数n =3,由题意知,物体A 受到的摩擦力0.10.130N 3N f G ==⨯=不计绳重及摩擦,则水平拉力: 113N 1N 3F f n ==⨯= [2]物体的速度: 110.3m /s 0.1m /s 3v v n ==⨯=绳物 由s v t=得,在2s 内物体移动的距离 0.1m/s 2s 0.2m s v t ==⨯=物物故2s 内物体移动的距离为0.2m 。
3.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N 的物体匀速提起。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G 物的关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,最后等于100%B .此滑轮组动滑轮的重力为5NC .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为η=75%D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组的机械效率仍不改变【答案】D【解析】【分析】【详解】A .使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1,即同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能等于100%,故A 错误;B .由图可知,G 物=12N ,此时η=80%,则80%G h Fsη==物 且有nF G G =+物动s nh =代入可得12N 80%12N G G G G ==++物物动动故滑轮组动滑轮的重力为3N G =动故B 错误;C .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为15N 83%15N 3NG G G η===++物物动 故C 错误; D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D 正确。
故选D 。
2.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A 、B 均重为20牛。
当用力F 2匀速提升物体B 时,以滑轮的轴为参照物,物体B 是______ 的 (选填“静上”或“运动”),此时力F 2大小为_______牛。
若F 1和F 2所做的功相等,物体A 、B 移动的距离之比是_______,当绳子自由端上升1米时,力F 2所做的功为________焦。
【答案】静止 10 1:1 10【解析】【详解】[1]以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的;[2]B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F 2=12G =12×20N=10N [3]因为使用任何机械都不能省功,当F 1和F 2所做的功相等,物体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示的滑轮装置,重为5牛的物体挂在绳端,力F作同在滑轮的轴上,滑轮在力F 的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动.若不计滑轮重及摩擦,则拉力F的大小和物体向上运动的速度为A.10牛,4米/秒B.2.5牛,4米/秒C.10牛,2米/秒D.2.5牛,2米/秒【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知,该滑轮是动滑轮,当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动,重物的速度为:2×2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为:F=2G=2×5N=10N故选A.2.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
则:(1)若某次运送建材的质量为40kg,滑轮组的机械效率是_______。
动滑轮的重力是_______N。
(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m,作用在绳上的拉力为500N时,拉力的功率是_______W,运送建材的重力是_______N,此时的机械效率是_______。
【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]建材质量为40kg ,其重力为=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯由图乙得,当建材重力为400N 时,滑轮组机械效率为50%。
[2]此时机械效率400===50%400+G G G G η+动动解得G 动=400N 。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m ,则绳子段移动的距离为24m ,拉力功率500N 24m ==200W 60sW Fs P t t ⨯== [4]滑轮组省一半的力,所以+=2G G F 动材解得=600N G 材。
[5]此时的机械效率为600===60%600+400G G G η+材动材3.如图所示,不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦,当用大小为10N 的拉力F 拉重50N 的物体时,物体恰好以v =2m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动,此时物体受到水平面的摩擦力为________N ,拉力F 的功率为________W ;将拉力F 增大为20N 时,物体受到水平面的摩擦力将________(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,用F 1的力将物体B 匀速提升h ,若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度。
下列说法确的是( )A .使用滑轮组过程中,绳子移动距离是物体的上升高度的两倍B .F 1一定大于F 2C .滑轮组的机械效率为123F h h F ⋅ D .F 2做功的功率比F 1做功的功率大【答案】D【解析】【分析】【详解】A .动滑轮与3股绳接触,故n =3,使用滑轮组过程中,绳子移动距离是物体的上升高度的三倍,故A 错误;B .由于123=3=G G F G F ++动动 故如果动滑轮很重,则F 1不一定大于F 2,故B 错误;C .滑轮组的机械效率为122100%3W F h Gh W nF h F hη=⨯==有用总 故C 错误;D .F 1做功的功率为 11=P F vF 2做功的功率为221()n G P v v F F ==+动可知,F 2做功的功率比F 1做功的功率大,故D 正确。
故选D 。
2.用如图所示的滑轮组,将重为16 N 的物体以0.2 m/s 的速度匀速提升,滑轮组的机械效率为80%,若不计绳重及摩擦,拉力F 为__N ,拉力的功率为__W ,动滑轮的重力为__N .【答案】10 4 4【解析】【分析】【详解】(1)由图知,n =2,则拉力端移动的距离s =2h ,滑轮组的机械效率: 22W Gh Gh G W FS F h Fη====有用总 则拉力 16N 10N 2280%G F η===⨯ (2)拉力端移动的速度 v =2v 物=2×0.2m/s=0.4m/s ,拉力做功功率:P=Fv =10N×0.4m/s=4W ;(3)不计绳重及摩擦,拉力()12F G G =+动 动滑轮重力: G 动=2F ﹣G =2×10N ﹣16N=4N .3.如图所示,用滑轮组提重力为140N 的物体,当拉力为50N 时,物体对地面的压力刚好为0N 。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3【答案】D【解析】【分析】【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误;CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),其中甲装罝为____________滑轮,它的优点是可以____________,若相同时间内,拉力F 1、F 2做相同的功,则拉力F 1、F 2做功时的功率P 1___________P 2,重物被竖直提升的高度h 甲___________h 乙(最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”).【答案】定可以改变用力的方向等于等于【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知,甲是定滑轮;[2]甲装置中物体向上运动,拉力的方向是向下,所以甲滑轮可以改变用力方向;[3]相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,根据P=Wt可知,拉力F1、F2做功时的功率P1等于P2;[4] 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),它们都是克服物体的重力做功,即W=Gh,因为拉力F1、F2做的功相同,所以重物被竖直提升的高度相同, h甲等于h乙.3.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误; CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.如图所示的滑轮组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力 F 的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 6N , 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。
一段时间内物体沿水平方 向移动了 5m ,拉力 F 做功_____J 。
【答案】12 60 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知,n =2,弹簧测力计的示数为6N ,则拉力为6N ,摩擦力f =2×6N=12N摩擦力为12N 。
[2]拉力移动的距离s ′=2s =2⨯5m=10m拉力做的功W =Fs =6N ×10m=60J拉力做的功为60J 。
3.在水平桌面上放一个重300N 的物体,物体与桌面间的摩擦力为60N ,如图所示,若不考虑绳子重力和轮与轴之间的摩擦,使物体以0.1m/s 的速度匀速移动时,水平拉力的大小为_____________N ,拉力做功的功率为______________W .【答案】20 6 【解析】 【详解】因为物体在水平桌面上匀速运动,所以物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即60N F f ==拉从图可知,此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力,不考虑绳的重力和绳的摩擦,绳子自由端的水平拉力为1160N=20N 33F F ==⨯拉水平拉力的功率320N 30.1m/s=6W W FsP Fv F v t t====⨯⨯=⨯⨯物4.小黄同学用水平力F 拉动如图所示装置,使重200N 的A 物体5s 内在水平地面上匀速运动了120cm ,物体B 重100N (物体B 与A 始终接触),此过程中A 受到地面的摩擦力为24N ,弹簧测力计的示数为16N 。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h,最省力的是(滑轮重不计)()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】A.图中滑轮是定滑轮,拉力F=G;B.图中滑轮是动滑轮,拉力12F G =;C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =;D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =;所以最省力的是D中滑轮组。
故选D。
2.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),其中甲装罝为____________滑轮,它的优点是可以____________,若相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,则拉力F1、F2做功时的功率P1___________P2,重物被竖直提升的高度h甲___________h乙(最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”).【答案】定可以改变用力的方向等于等于【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知,甲是定滑轮;[2]甲装置中物体向上运动,拉力的方向是向下,所以甲滑轮可以改变用力方向;[3]相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,根据P=Wt可知,拉力F1、F2做功时的功率P1等于P2;[4] 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),它们都是克服物体的重力做功,即W=Gh,因为拉力F1、F2做的功相同,所以重物被竖直提升的高度相同, h甲等于h乙.3.用一个动滑轮提起重100N的物体(绳重与摩擦不计),所用拉力60N。
若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时,拉力功率为_____W。
较前一次提升物体,该滑轮的机械效率_____(选填“变大”、“不变”或“变小”)【答案】44 变大【解析】【详解】[1]根据题意可知,物体以0.2m/s速度匀速上升,对于动滑轮,绳子移动的速度v=2 0.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计,则拉力F=12(G物+G动)即60N=12(100N+G动)解得G动=20N,用此动滑轮将重200N的物体时,拉力F′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P=F′v=110N⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.物体做匀速直线运动,拉力F =60N ,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力是( )A .60NB .120NC .20ND .180N 【答案】D【解析】【分析】 分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据1F f n=得到物体受到的摩擦力。
【详解】由图可知,动滑轮上的绳子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力 3360N 180N f F ==⨯=故选D 。
【点睛】本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。
(不计绳重和摩擦)【答案】80 20【解析】【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n =+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。
【详解】[1]使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n =2,物体被提升的高度h =1m ,拉力移动距离21m 2m s nh ==⨯=有用功为8N 1m 8J W Gh ==⨯=有拉力做的总功为5N 2m 10J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率 8J 100%100%80%10JW W η=⨯=⨯=有总 [2]根据W W W =+总有额可知,额外功为10J 8J 2J W W W =-=-=额总有不计绳重和摩擦,根据W G h =额轮可知,动滑轮的重力2J 2N 1mW G h ===额动 不计绳重和摩擦,则有 ()()12N 18N 10N 2F G G ''=+=+=动物 拉力做的总功 10N 2m 20J W F s '='=⨯=总3.如图所示,物体A 重100N ,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A 与地面间摩擦力f =60N ,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦,则绳端的拉力F 是______N ,当绳子自由端向左移动3米时,物体A 向左移动______m 。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误; CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度,若不计绳子与滑轮的摩檫,__________装置更省力(选填“甲”或“乙”)。
甲装置的机械效率__________乙装置的机械效率(选填“高于”、“低于”或“等于”)。
甲图中若钩码总重100N ,动滑轮重为20N ,不计摩擦及绳重,若工人将绳子匀速向上拉6m ,则泥桶上升的高度为__________m ,滑轮组的机械效率为__________。
【答案】甲等于 2 83. 3% 【解析】【详解】[1]不计摩擦,拉力F=1n(G物+G轮),n甲=3,n乙=2,绳子受的拉力:F甲=13(G物+G轮),F乙=12(G物+G轮),∴F甲<F乙,甲更省力;[2]动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,故利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,据η=WW有用总可知,滑轮组的机械效率相同,即:η甲=η乙;[3]如甲图,泥桶由3股绳子承担,则n=3,s=3h,s=6m,泥桶上升的高度为:h=13s=13⨯6m=2m;[4]不计摩擦及绳重,则滑轮组的机械效率为:η=WW有用总=WW W+有用有用额=GhGh G h+动=GG G+动=100N100N20N⨯+100%≈83.3%。